不同训练方式对大鼠腓肠肌乙酰胆碱和烟碱型乙酰胆碱受体含量的影响

周思红 王艳春

绍兴文理学院体育学院（浙江绍兴 312000）

不同运动方式对肌肉力量增长有一定的影响。向心训练在肌肉力量训练中较常见。离心训练使肌肉承受的负荷明显大于向心收缩，因此，离心收缩被视为在不变肌肉重量条件下提高骨骼肌负荷最有效的方法之一。离心训练也受到普遍重视[1-3]。尽管离心训练增长肌力的作用比较显著，但影响肌肉力量的因素较多，如肌肉横断面积、肌纤维类型、肌肉初长度、关节运动角度、神经源性因素、年龄、性别、激素作用、力量训练方法等，其中神经对肌肉的支配在影响肌肉力量方面有重要意义。目前关于离心训练对运动员神经肌肉影响的报道还较少。神经对肌肉的支配是通过神经肌肉接点处的信息传递实现的，信息传递到神经末梢时，诱发突触前膜释放递质乙酰胆碱（acetylcholine，ACh），进入突触间隙之后，与分布在突触后膜表面的乙酰胆碱受体结合而起作用[4，5]。烟碱型乙酰胆碱受体（Nicotinic acetylcholine receptors，nAChR）含量及分布影响神经肌肉的功能状态。ACh、nAChR作为运动终板处信息传递过程的主要载体，不同运动方式对它们及骨骼肌的神经调控的影响尚未完全明了。本实验通过观察大鼠离心训练和向心训练后腓肠肌ACh和nAChR的变化，探讨不同运动方式对大鼠神经肌肉适应性的影响。

1 材料与方法

1.1 研究对象

选择雄性SD大鼠30只，体重180～200 g，购自上海西普尔－必凯实验动物有限公司[准SCXK（沪）2003-0002]。在实验室适应3 d后随机分为离心训练组（EE）、向心训练组（CE）和安静对照组（C），每组10只。大鼠分笼饲养，自由饮食，保持室温22℃，相对湿度50%～60%，昼夜节律用日光灯控制。

1.2 训练方案

离心训练坡度按照 Armstrong[6，7]报道的 -16°调整为-14°。实验前离心训练组大鼠先在水平跑台上适应练习2天。再于-14°跑台上适应训练2天。为了保证实验条件相同，向心训练组大鼠也先在水平跑台上适应训练2天，再于4°跑台上适应训练2天。

实验前，通过尾部采血测定大鼠血乳酸值评定离心训练和向心训练的运动强度，确定合理运动负荷和方案。按照循序渐进原则，EE组大鼠从静止开始，在坡度为–14°的跑台上，每天进行1次速度为17～21 m/min、总时间25～40 min的离心运动；EC组大鼠从静止开始，在坡度为4°的跑台上，每天进行1次速度为19～23 m/min、训练时间为25～40 min的向心运动。大鼠每周训练5天，周六、日休息。训练持续8周。C组不训练，与训练组保持相同条件的生活环境。

1.3 取材与Elisa测定

大鼠处死前12 h禁止饮食。最后一次运动结束24 h，麻醉EE组与EC组大鼠（C组同时）取材。剥离肌肉，5 min内迅速于左侧腓肠肌中部靠近比目鱼肌的位置取材，将选取的组织用双面刀片取4 mm×4 mm×7 mm组织块，锡箔纸分装迅速放入液氮中，后移入–80℃冰箱保存待测。

取组织块（0.2～1g）在生理盐水中漂洗，除去血水，滤纸吸干，称重，放入离心管中，加入体积是组织块重量9倍的0.86%的冷生理盐水，用小眼科剪尽快剪碎组织。使用JY92-II超声波细胞粉碎机400W粉碎组织，5s/次，间歇10s，重复3～5次。10%匀浆2000 r/min离心10～15 min，取上清液。

采用酶联免疫分析（Elisa）检测大鼠腓肠肌ACh、nAChR水平。试剂盒由南京建成生物工程研究所生产，按操作说明书，依次为标准品的稀释与加样、37℃温育30 min、配液、洗涤、加酶、温育、洗涤、37℃避光显色15 min、终止、用450 nm波长测量吸光度（OD值），测出样品的实际浓度。

1.4 统计学分析

2 结果

表1显示，EE组和CE组之间ACh含量无显著差异，两组均显著高于C组（P< 0.05）。EE组和EC组之间nAChR含量无显著差异，EE组nAChR含量显著高于C组（P< 0.05）。

表1 三组大鼠腓肠肌ACh与nAChR含量比较

3 讨论

3.1 不同运动方式对肌肉ACh的影响

ACh属于神经递质，它能特异性地作用于AChR，诱发骨骼肌收缩，在组织内能被乙酰胆碱酯酶（AChE）迅速破坏。具体过程是，神经细胞中，在胆碱乙酰化酶催化下，胆碱和乙酰辅酶A合成ACh。因胆碱乙酰化酶存在于胞浆，ACh的合成位置在胞浆中，合成后通过小泡摄取后贮存起来。ACh通过突触间隙然后作用于突触后膜，与AChR结合发挥生理作用。随后被AChE水解成乙酸和胆碱，这个过程称为失活。失活后，新的ACh被合成释放继续起传递信息的作用[9，10]。本实验结果显示，C组大鼠腓肠肌ACh含量（活性）显著低于其他两组，表明大鼠经过8周向心或离心运动训练后，体内ACh含量显著升高。两种训练方式之间无显著性差异，效果相同。分析认为，ACh含量显著升高可能是机体对8周训练的一种适应。运动时间越长，ACh消耗越多，如果ACh储备较多，可能减慢运动能力下降，推迟运动疲劳发生。运动神经末梢接收的电刺激强度、电刺激频率也会影响ACh的合成量，影响信息在运动终板处的传递速度及神经适应性，进而影响运动能力。殷劲等[11]报道，骨骼肌接受2.2次/s刺激至疲劳时，骨骼肌中ACh堆积过多，引起神经－肌肉接点处的ACh下降，阻碍兴奋冲动由运动神经传至肌肉，导致运动能力突然下降。因此ACh对机体运动能力有一定的影响。孙朋[12]对大鼠进行向心运动方式的跑台训练，发现有氧跑步训练可能通过上调雌性去卵巢小鼠海马区nAChR，增加ACh合成量，增强中枢胆碱能神经系统的功能，从而提高其学习记忆能力。正常情况下运动终板处ACh的数量增加显著，将会导致动作电位在运动终板处的传递速度提高，也会相应改善神经肌肉适应性。

3.2 不同运动方式对肌肉nAChR的影响

nAChR为5聚体寡蛋白，是5个亚单位通过不同组合形式构成的，在神经和肌肉系统广泛表达。因为亚基组合不同，因此，nAChR有不同的配体亲和力、离子选择性、调控机制等[13，14]。哺乳类动物运动终板的突触后膜上分布最多的AChR是nAChR。nAChR是一种配体门控型特殊离子通道，当nAChR与其配体ACh结合时就会打开此通道，选择性地通透Na+、K+、Ca2+等阳离子，离子流动造成突触后膜去极化，肌膜产生兴奋，引起骨骼肌收缩。nAChR通道是连接神经信号和肌肉运动的枢纽。nAChR在骨骼肌完成正常收缩功能方面有特殊的生理作用[15]。

本实验结果显示，EE组nAChR含量显著高于C组，CE组nAChR含量和C组比较无显著性差异，表明不同运动方式对nAChR含量影响不同。与向心运动相比，下坡跑时大鼠有不积极、畏惧、不配合等表现，体型也比其他两组消瘦。表明运动方式不同，运动效果也不同。EE组nAChR数量较多，使ACh与nAChR结合过程能够在肌膜的皱折处大面积进行并且快速完成，从而使更多的腓肠肌纤维产生兴奋，动员更多运动单位快速参与收缩，加强运动单位募集，增强坐骨神经支配腓肠肌收缩的能力[16，17]。这对保证动作电位在运动终板处的迅速传递非常有利，对腓肠肌神经肌肉的适应性改变也有利。金荒漠等[18]通过比较老龄和成年大鼠腓肠肌神经肌肉接头处突触后膜乙酰胆碱受体表达和空间分布的差异发现，老化导致神经肌肉接头处的受体基因下调。随着月龄增加，大鼠腓肠肌乙酰胆碱受体的基因表达量明显下调，受体合成速度低于降解速度，使神经肌肉接头处突触后膜乙酰胆碱受体密度下降，受体分布连续性产生中断。张盈帆等[19]研究发现，神经再生后，运动终板区nAChR数量影响肌肉功能最终的恢复，终板区保持一定数量的nAChR对肌肉完成正常收缩功能十分重要。离心训练方式导致EE组大鼠腓肠肌nAChR数量显著升高，表明nAChR活性也随之增强，这将有利于腓肠肌神经肌肉的兴奋传递，也会对腓肠肌运动单位的募集和腓肠肌的神经肌肉适应性产生良性影响。

4 总结

不同训练方式对神经肌肉适应性产生不同影响。离心训练和向心训练后大鼠腓肠肌ACh均显著升高，两种方式的影响无显著差异。离心训练后，大鼠腓肠肌nAChR含量显著升高，向心训练后则无显著变化。

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